charakterystyka i prozdrowotne właściwości stevia rebaudiana bertoni

ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2013, 3 (88), 27 – 38
BARBARA BUGAJ, TERESA LESZCZYŃSKA, MIROSŁAW PYSZ,
ANETA KOPEĆ, JOANNA PACHOLARZ, KATARZYNA PYSZ-IZDEBSKA 
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI
STEVIA REBAUDIANA BERTONI
Streszczenie
Stevia rebaudiana Bertoni, z rodziny Asteraceae, pochodzi z Brazylii i Paragwaju. Wzbudziła zainteresowanie żywieniowców dzięki dwóm związkom: rebaudiozydowi A i stewiozydowi. Wymienione glikozydy mają właściwości słodzące do 300 razy silniejsze od sacharozy. Roślina charakteryzuje się również wysoką aktywnością przeciwutleniającą wynikającą m.in. z dużej zawartości polifenoli. Ekstrakty
liści stewii wykazują korzystne działanie prozdrowotne. Wiąże się to ze specyficznym działaniem rośliny,
obejmującym właściwości: przeciwzapalne, hipoglikemiczne, hipotensyjne, modulujące procesy immunologiczne, przeciwpróchnicze i przeciwwirusowe.
Słowa kluczowe: Stevia rebaudiana, stewiozyd, słodzik niskokaloryczny, właściwości prozdrowotne
Wprowadzenie
Nadmierna konsumpcja cukru może być przyczyną problemów zdrowotnych, dlatego wciąż poszukuje się alternatywnych substancji o dużej mocy słodzącej, a równocześnie o małej kaloryczności. Najbardziej znanymi dodatkami do żywności, umożliwiającymi wyeliminowanie sacharozy, są substancje intensywnie słodzące. Większość
z nich należy do związków syntetycznych. Ich często metaliczny posmak nie zapewnia
korzystnych wrażeń smakowych, a stosowanie niektórych związków może powodować
uboczne skutki zdrowotne.
Stevia rebaudiana, będąca źródłem naturalnych związków słodzących, może być
pożądanym zamiennikiem cukru. Zasadność jej stosowania bywa kontrowersyjna,
a status prawny rośliny jest niejednakowy w różnych krajach. Opisywane w literaturze
właściwości prozdrowotne stewii nie są dostatecznie udowodnione, jednak zainteresowanie tą rośliną i popyt na nią powodują konieczność ich pełnego poznania. Ponadto,
Mgr inż. B. Bugaj, prof. dr hab. inż. T. Leszczyńska, dr inż. A. Kopeć, dr inż. M. Pysz, mgr inż. J. Pacholarz, dr inż. K. Pysz-Izdebska, Katedra Żywienia Człowieka, Wydz. Technologii Żywności, ul. Balicka
122, 30-149 Kraków
28
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
potrzeba wiarygodnej i rzetelnej informacji, jakiej oczekuje konsument w odniesieniu
do nowych produktów, dodatkowo uzasadnia potrzebę prowadzenia badań tej rośliny.
Charakterystyka ogólna
Stewia pochodzi z północno-wschodniego regionu Paragwaju oraz z pogranicza
Brazylii, gdzie rośnie na glebach piaszczystych, charakteryzujących się dużą wilgocią
i dobrą przepuszczalnością [13, 18].
Stewia jest byliną należącą do rodziny Asteraceae, (Compositae) – astrowatych
(złożonych). Jest jednym ze 154 przedstawicieli rodzaju Stevia i jednym z dwóch gatunków, które wytwarzają słodkie glikozydy stewiolowe. Roślina osiąga wysokość 65 80 cm. Liście są przeciwstawnie siedzące długości 3 - 4 cm, o kształcie owalnym lancetowatym lub łopatkowatym. Blaszka liścia ma zaokrąglony koniec i od połowy do
końcówki ząbkowany brzeg. Łodyga jest zdrewniała. Kwiaty złożone, składające się
z pięciu płatków, otoczone są okrywą działek kielicha. Charakteryzują się jasnofioletową barwą. Owoce to niełupki o kształcie wrzeciona.
Stewia jest wykorzystywana m.in. do produkcji lodów, słodyczy, napojów, sosów
sojowych, jogurtów czy gum do żucia. Japończycy zaliczani są do największych konsumentów słodziku stewiowego, którego spożycie wynosi w Japonii kilka tysięcy ton
rocznie [18, 36].
Przepisy prawne
Stewiozyd, jako słodzik, był poddawany ocenie przez Komitet Naukowy ds.
Żywności (Scientific Committee for Food – SCF) w latach: 1984, 1988 i 1999. Uznano
wtedy stewiol za związek genotoksyczny. Z powodu ograniczonych danych SCF
orzekł, że stewiozyd, ze względów toksykologicznych, nie może być stosowany jako
środek spożywczy oraz że dostępne wówczas dane są niewystarczające, aby właściwie
określić jego bezpieczeństwo [10]. W latach 2000 - 2009 Komitet Ekspertów
FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food
Additives – JECFA) dokonał rewizji badań dotyczących ustalenia poziomu bezpieczeństwa glikozydów stewiolowych. Na podstawie wyników testów toksykologicznych
in vitro i in vivo dowiedziono, że glikozydy stewiolowe nie są genotoksyczne i rakotwórcze, nie mają też negatywnego wpływu na reprodukcję i rozwój [10].
Obecnie brak jest dowodów stwierdzających, że spożywanie stewii lub stewiozydów powoduje wzrost liczby nowotworów u ludzi. Nie udokumentowano wspomnianych efektów nawet po bardzo długim okresie stosowania preparatów stewiowych
w następujących krajach: Paragwaj (ponad 50 lat), Japonia (ponad 25 lat), USA
(18 lat), Południowa Korea (15 lat), Brazylia (12 lat) i Chiny (1 rok). Stewia i słodziki
stewiolowe oraz rebaudiozyd A są całkowicie bezpieczne [3]. Przeprowadzono badania
na zwierzętach i wykazano, że stewiozyd w dawce 15 g/kg m.c. nie jest śmiertelny dla
29
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI STEVIA REBAUDIANA BERTONI
myszy i szczurów [3]. W 2008 r. ustanowiono ADI (Acceptable Daily Intake – Dopuszczalne Dzienne Spożycie) glikozydów stewiolowych (wyrażone jako ekwiwalent
stewiolu) na poziomie 0 - 4 mg/kg m.c. [10].
W Unii Europejskiej przepisy dotyczące stewii reguluje Europejski Urząd ds.
Bezpieczeństwa Żywności. Urząd ocenił bezpieczeństwo glikozydów stewiolowych
i 10 marca 2010 r. wydał opinię, na podstawie której ustanowił ADI na poziomie
4 mg/kg m.c. Z kolei 11 listopada 2011 r. Urząd przyjął rozporządzenie, na mocy którego dopuszczono do stosowania glikozydy stewiolowe, oznaczone jako E 960, w 31
kategoriach żywności – m.in. w napojach, słodyczach, słodzikach, gumach do żucia,
przetworach owocowo-warzywnych, produktach piekarskich i przetworach rybnych
[29].
Skład chemiczny
Ze względów technologicznych najważniejszymi składnikami stewii są glikozydy
odpowiedzialne za jej słodki smak. Pozostałe podstawowe składniki chemiczne nie
mają praktycznego znaczenia z uwagi na bardzo małe spożycie tej rośliny. Ważną rolę
mogą pełnić składniki aktywne biologicznie z uwagi na ich potencjalne właściwości
prozdrowotne.
Tabela 1
Podstawowy skład chemiczny suchych liściach stewii.
Basic chemical compositions of dried stevia leaves.
Składniki / Components
Zawartość / Content
[g/100 g s.m. / d.m.]
Białko / Protein
9,8 - 12,0
Tłuszcz / Fat
1,9 - 5,6
Węglowodany ogółem / Total Carbohydrates
52,0 - 61,9
Błonnik / Crude fibre
15,0 - 18,5
Składniki mineralne jako popiół / Mineral components in the form of ash
6,3 - 11,0
Opracowanie własne na podstawie: / The authors’ own study based on: [13, 17, 22, 30, 36].
Liście Stevia rebaudiana są źródłem białka i węglowodanów (tab. 1). Susz z liści
stewii zawiera około 4 % tłuszczów, przy czym największy udział w ich strukturze
mają: kwas palmitynowy (27,5 %) oraz kwas linolenowy (21,6 %). Składniki mineralne w postaci popiołu stanowią około 13 % s.m. i są to głównie: potas, magnez, fosfor,
sód i siarka. Mikroelementy, takie jak: miedź, kobalt, żelazo, mangan, cynk, selen
i molibden obecne są w śladowych ilościach [37]. W porównaniu z warzywami liściastymi stewia charakteryzuje się dużą zawartością kwasu szczawiowego (2295 mg/100 g),
30
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
który zmniejsza biodostępność wapnia, żelaza i innych składników. Stevia rebaudiana
jest dobrym źródłem kwasu foliowego – 52,18 mg/ 100 g oraz witaminy C –
14,98 mg/100 g. Natomiast do witamin występujących w stewii w niewielkich ilościach należą tiamina i ryboflawina [13, 18, 37].
Substancje biologicznie aktywne
W Stevia rebaudiana zidentyfikowano dziewięć słodkich glikozydów stewiolowych, które mogą stanowić 4 - 20 % masy świeżych liści, w zależności od uprawy
i warunków wzrostu [11]. Wszystkie glikozydy zawarte w liściach stewii zaliczają się
do pochodnych entkauronowych, które są przedstawicielami ważnej grupy aromatycznych związków – tetracyklicznych diterpenów. Ugrupowanie aglikonowe w cząsteczce
glikozydu zawsze stanowi stewiol, który pod względem chemicznym jest diterpenoidowym alkoholem karboksylowym, glikonem z kolei są różne reszty cukrowe, najczęściej glukoza i ramnoza [32]. Poszczególne organy rośliny różnią się pod względem
ich zawartości. Najwięcej glikozydów znajduje się w liściach, mniej w kwiatach, następnie w łodygach i nasionach. W korzeniach związki te nie występują. Poziom glikozydów wzrasta w roślinie do momentu kwitnienia [4, 27]. Głównymi glikozydami
stewii są: stewiozyd (4 - 13 % m/m), rebaudiozyd A (2 - 4 % m/m), rebaudiozyd C (1 2 % m/m) i dulkozyd A (0,4 - 0,7 % m/m). Pozostałe glikozydy występują w mniejszej
ilości [26].
Stewiozyd jest 300 razy słodszy od sacharozy. Jest białym, krystalicznym, bezwonnym proszkiem wyekstrahowanym z liści stewii, stanowiącym 6 - 18 % ich świeżej masy [9, 13, 18]. Zawiera trzy cząsteczki glukozy oraz stewiol [21]. Jest odpowiedzialny za gorzkawy posmak stewii. Związek ten jest całkowicie naturalny, nie dostarcza energii, pozostaje stabilny do temp. 198 ºC i nie ulega fermentacji. Wykazuje właściwości substancji wzmacniającej zapach oraz działa protekcyjnie na zęby [13].
Rebaudiozyd A jest najbardziej stabilny spośród wymienionych glikozydów, a jego zawartość w świeżych liściach kształtuje się na poziomie 2 - 4 % [18]. Wykazuje
najlepsze walory smakowe, gdyż ma najmniej goryczki spośród glikozydów stewiolowych [6]. Poziom słodkiego smaku, jaki wykazują poszczególne glikozydy w odniesieniu do sacharozy, przedstawiono w tab. 2.
Oprócz diterpenów glikozydowych w skład stewii wchodzą inne diterpeny – m.in.
labdanowe oraz triterpeny, takie jak octan amiryny i trzy estry lupeolu. Liście stewii
zawierają sterole: stigmasterol, sitosterol oraz kampesterol. Z ekstrakcji liści wodnym
metanolem wyizolowano sześć glikozydów flawonoidowych: apigeninowe, luteolinowe, kampferolowe, kwercetynowe, arabinozyd kwercetyny, kwercetynę oraz trihydroksytrimetoksyflawon.
31
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI STEVIA REBAUDIANA BERTONI
Tabela 2
Stopień słodkości stewii i jej glikozydów w odniesieniu do sacharozy.
Sweetness level of stevia and its glycosides in relation to sucrose.
Związek
Compound
Potencjał słodzący w porównaniu do sacharozy
Sweetening potential compared to sucrose
Stewiol
210 - 300
Stewiolbiozyd
114
Stewiozyd
200 - 450
Rebaudiozyd A
150 - 350
Rebaudiozyd B
30 - 120
Rebaudiozyd C
221 - 450
Rebaudiozyd D
150 - 300
Rebaudiozyd E
200
Rebaudiozyd F
30 - 120
Dulkozyd A
90 - 125
Źródło: / Source: [35].
Ważnymi związkami fitochemicznymi stewii są olejki eteryczne będące
seskwiterpenami (δ-kariofilen, δ-farnezen, humulen, kandinen, nerolidol) oraz monoterpenami (linalol, terpinen-4-ol, terpineol). W liściach oznaczono znaczną ilość tanin
i alkaloidów, średnią zawartość glikozydów nasercowych i saponin oraz niewielkie
ilości antrachinonów. Suchy ekstrakt z liści stewii zawiera ponadto rozpuszczalne
w wodzie chlorofile i ksantofile oraz kwasy hydroksycynamonowe (kawowy i chlorogenowy) [1, 18, 20, 36].
Aktywność przeciwutleniająca
Aktywność przeciwutleniająca roślin uwarunkowana jest obecnością wielu składników, wśród których bardzo efektywnymi przeciwutleniaczami są związki polifenolowe [5, 11, 22, 34].
Według Tadhaniego i wsp. [36] całkowita zawartość związków polifenolowych
w metanolowych ekstraktach liści stewii wynosi 25,18 mg/g, a flawonoidów –
21,73 mg/g. Muanda i wsp. [24] w ekstraktach wodnych i metanolowych stewii oznaczyli odpowiednio 20,85 mg/g polifenoli ogółem, w tym 20,68 mg /g flawonoidów,
oraz 25,25 mg/g polifenoli, w tym flawonoidów – 23,46 mg/g. Najwięcej związków
polifenolowych ogółem stwierdzili Shukla i wsp. [33] w etanolowym ekstrakcie liści
stewii – 61,50 mg/g. Wszyscy wymienieni autorzy oznaczali zawartość polifenoli metodą Folina-Ciocalteu, a wyniki przeliczali na kwas galusowy.
32
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
Do oceny aktywności przeciwutleniającej wodnego, metanolowego i etanolowego
ekstraktu liści stewii wykorzystano metodę FRAP (Ferrum Reducting Antioxidant
Power) z żelazem oraz próbę z DPPH (1,1-dwufenylo-2-pikrylhydrazyl). Inhibicja
rodnika DPPH w wodnym ekstrakcie liści stewii wynosiła 39,8 %, w metanolowym –
56,8 %, a w etanolowym – 68,7 %. Aktywność przeciwutleniająca wymienionych ekstraktów, oznaczona metodą FRAP, była zbliżona [33, 36].
Metabolizm stewiozydu
W układzie pokarmowym człowieka stewiozyd oraz rabaudiozyd A nie są hydrolizowane przez enzymy trawienne. Glikozydy stewiolowe są natomiast hydrolizowane
w jelicie do stewiolu przy udziale mikroflory jelitowej, głównie mikroorganizmów
z rodzaju Bacteroides. Produkt metabolizmu przedostaje się do krwi drogą dyfuzji
prostej i transportu aktywnego. Stewiol nie jest magazynowany w organizmie. Po doustnym podaniu stewiozydu maksymalne stężenie we krwi stwierdzono po 8 h, zaś
okres półtrwania wynosił 24 h. Po dożylnym podaniu stewiozydu, po 24 h wykryto
znaczące ilości związku w wątrobie i nerkach, zaś niewielkie ilości w sercu, żołądku,
jądrach i mięśniach. Akumulacja w jelitach jest największa po 10 min od iniekcji. Zaobserwowano znaczącą obecność (52 % dawki) w żółci po 120 min.
W wątrobie stewiol metabolizowany jest w pierwszej fazie przy udziale enzymów
cytochromu P450 do składników, które nie zostały do końca zidentyfikowane. Wiadomo, że w drugiej fazie następuje dalsza koniugacja i sprzęganie do jego metabolitów.
Stewiol usuwany jest szybko w postaci glukuronidów, zatem ekspozycja organizmu na
ten związek jest krótka. Istnieje różnica w sekrecji metabolitu stewiolu u szczurów
i u człowieka. U szczurów glukuronidy stewiolowe usuwane są przede wszystkim drogą żółciową i pojawiają się w kale. U ludzi natomiast dominuje wydalanie z moczem.
Różnice spowodowane są wielkością progową masy cząsteczkowej wydzielanych substancji. Aniony organiczne o masie cząsteczkowej poniżej 325 Da w przypadku szczurów i mniejszej niż 500 - 600 Da u człowieka nie są transportowane przez wątrobę,
lecz usuwane przez nerki. Glukuronid stewiolowy ma masę cząsteczkową 512,9 Da [6,
8, 28].
Efekty prozdrowotne stosowania stewii
Działanie hipoglikemiczne
W Ameryce Południowej ekstrakt liści stewii był od wieków stosowany w medycynie ludowej jako lek na cukrzycę. W badaniach in vitro oraz in vivo zarówno u zwierząt, jak i u ludzi wykazano, że stewiozyd i jego pochodne (stewiol i rebaudiozyd A)
mają wpływ na zmiany poziomu glukozy w osoczu. W badaniach in vitro, z udziałem
komórek jelita czczego, wykazano hamowanie wchłaniania glukozy w rąbku szczo-
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI STEVIA REBAUDIANA BERTONI
33
teczkowym. Warto podkreślić, że działanie takie wykazywał tylko stewiol, będący
metabolitem stewiozydu. Sam stewiozyd natomiast nie hamował wchłaniania glukozy
do enterocytów [39]. Takie działanie stewiolu naukowcy tłumaczą jego pośrednim
oddziaływaniem na enzym odpowiedzialny za transport aktywny cukrów prostych,
czyli ATP-azę zależną od jonów sodu i potasu (pompę sodowo-potasową). Działanie
Na+/K+ ATP-azy wymaga obecności cząsteczek ATP, stewiol natomiast redukuje ich
ilość w nabłonku jelita cienkiego, przez co obniża aktywność enzymu na etapie fosforylacji [40].
Poza oddziaływaniem na wchłanianie jelitowe związki zawarte w stewii wpływają na syntezę glukozy w procesie glukoneogenezy. W 6-tygodniowym badaniu z udziałem dwóch grup szczurów, z indukowaną cukrzycą 1. i 2. typu, wykazano znaczny
wzrost pierwszej fazy odpowiedzi insuliny, z towarzyszącą supresją sekrecji glukagonu
i zmniejszeniem koncentracji glukozy krążącej we krwi. Wzrost wrażliwości na insulinę związany był z hamowaniem wątrobowej ekspresji karbokinazy fosfoenolopirogronianowej (PEPCK – PhosphoEtanolPyruvate Carboxy-Kinase) i glukoneogenezy oraz
sprzężony ze stymulacją wątrobowej syntezy glikogenu. Stewiozyd ma zdolność do
redukowania ilości wydzielanego glukagonu, prawdopodobnie przez wzmożoną ekspresję mRNA palmitylotransferazy karnityny, PPAR-α (receptor aktywowany proliferatorami peroksysomów) i desaturazy stearoilo-CoA [38]. Dodatkowo zaobserwowano,
że oprócz stewiozydu i stewiolu, także izostewiol reguluje ekspresję genów kluczowych dla β-komórek, w tym czynniki transkrypcyjne regulujące sekrecję insuliny,
przez co poprawia on homeostazę glukozową, zwiększa insulinowrażliwość, a nawet
zmniejsza masę ciała myszy [25].
Wyniki badań nad wpływem stewiozydu na poziom glukozy we krwi pozwoliły
na wysunięcie przypuszczenia o podobnym działaniu rebaudiozydu A, zwłaszcza, że te
dwa związki różnią się między sobą tylko obecnością jednej reszty glukozowej. Traktowanie izolowanych komórek z trzustki szczura rebaudiozydem A skutkowało zwiększoną sekrecją insuliny [2]. Dzieje się tak wskutek zamykania kanałów potasowych
zależnych od ATP (KATP), co pozwala komórkom β trzustki depolaryzować i aktywować kanały Ca2+, co z kolei pobudza sekrecję insuliny. Wysoki poziom glukozy
w osoczu i zewnątrzkomórkowych jonów wapnia skutkuje inhibicją KATP [8, 19].
Podobne, korzystne efekty zaobserwowano u ludzi. Przeprowadzono badanie
z udziałem 12 kobiet i mężczyzn dotkniętych cukrzycą typu 2. U osób, którym podawano posiłek zawierający 1 g stewiozydu wykazano większe tłumienie poposiłkowego
wzrostu stężenia glukozy we krwi i wzrost indeksu insulinowego. Wyniki pozwalają
sądzić, że zastąpienie sacharozy liśćmi stewii, zawierającymi w składzie stewiozyd,
może pozytywnie oddziaływać na metabolizm glukozy [14].
34
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
Działanie na drobnoustroje
Stewia wykazuje właściwości przeciwpróchnicze. Stewiozyd, w przeciwieństwie
do sacharozy, nie sprzyja rozwojowi próchnicy u młodych szczurów. Na pożywce
zawierającej stewiozyd następuje zahamowanie wzrostu Streptococcus mutans, głównego mikroorganizmu odpowiedzialnego za to schorzenie, i równoczesne zmniejszenie
produkcji kwasu [38].
Ekstrakty Stevia rebaudiana są potencjalnym inhibitorem antyrotawirusów. Hamują replikację wszystkich czterech serotypów HRV (Human Rotavirus) in vitro. Wykazano, że blokują ich przyłączanie do komórki [19]. Odkryto silne właściwości bakteriobójcze przeciw szerokiej gamie bakterii chorobotwórczych. Jayaraman i wsp. [16]
analizowali właściwości czterech ekstraktów liści stewii. Najbardziej efektywny
w przypadku bakterii był ekstrakt acetonowy (zwłaszcza w odniesieniu do bakterii
G+), następnie ekstrakt na bazie octanu etylu. Inhibicja dotyczyła Staphylococcus aureus, Salmonella typhi, Escherichia coli, Aeromonas hydrophila oraz Vibrio cholerae.
Ekstrakty: chloroformowy i wodny nie wykazywały właściwości bakteriobójczych.
Dodatkowo stwierdzono, że oprócz właściwości antybakteryjnych, ekstrakty stewii
wykazują działanie przeciwgrzybicze i hamują wzrost drożdży. Wspomniane efekty
wykazywały wszystkie ekstrakty. Badania, w których analizowano ekstrakty stewii,
wskazują na największą skuteczność ekstraktu metanolowego przeciw bakteriom
i grzybom [1].
Działanie przeciwzapalne i immunologiczne
W etiologii stanów zapalnych i chorób nowotworowych, poza działaniem wolnych rodników, prawidłowe funkcjonowanie układu immunologicznego również ma
istotny wpływ. Istnieją dowody, że stewiozyd wykazuje efekty przeciwzapalne in vivo
i in vitro.
Zapalenie skóry zainicjowane lokalnie przez TPA (13-octan-12-O-tetradekanoiloforbol), zostało zahamowane przez glikozydy stewiolowe. Jednocześnie stewiozyd zapobiegał rozwojowi nowotworów w komórkach skórnych ssaków. Izostewiol (produkt kwasowej hydrolizy stewiozydu) opóźnia wzrost trzech typów komórek
nowotworowych. Odpowiada za inhibicję polimerazy DNA i topoizomerazy II [23,
41]. Boonkaewwan i wsp. [5] analizowali uwalnianie z ludzkiej komórki monocytarnej
THP-1 (Human acute monocytic leukemia cell line) cytokin prozapalnych: TNF-α
(Tumor Necrosis Factor – α, czynnik martwicy nowotworu) i IL-1β (Interleukina-1β)
oraz tlenku azotu (humoralny mediator aterogenezy) w obecności LPS i stewiozydu.
Autorzy ci wykazali, że stewiozyd umiarkowanie stymuluje uwalnianie TNF- i IL-1β
w komórkach THP-1 hodowanych bez dodatku LPS poprzez interakcję z receptorem
toll-like-4 (TLR), zasadniczym receptorem dla lipopolisacharydu (LSP) G-bakterii.
Ten poziom stymulacji monocytów, skutkujący wzmocnieniem odporności wrodzonej,
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI STEVIA REBAUDIANA BERTONI
35
świadczy o korzystnej roli stewiozydu. Z drugiej strony w komórkach THP-1, które
hodowano w obecności LPS, ta sama koncentracja stewiozydu powodowała hamowanie wydzielania TNF-α, IL-1β i tlenku azotu poprzez interakcję ze szlakiem sygnałowym NF-κB. Czynnik jądrowy jest czynnikiem transkrypcyjnym, decydującym o ekspresji zapalnych cytokin. Działaniu stewiozydu nie towarzyszył żaden efekt toksyczny.
W ten sposób w przypadku infekcji stewiozyd może być przydatny ze względu na
zdolność zapobiegania niepożądanym efektom odpowiedzi zapalnej. Zaś u osób zdrowych korzyści związane z odpornością wynikają z poprawy aktywności monocytów
[8]. Wykazano, że stewiol wywiera przeciwzapalny wpływ na komórki nabłonka
okrężnicy – tłumi indukowane przez TNF-α uwalnianie IL-8. Redukuje także ekspresję
NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells), przez co reguluje reakcje zapalne kolonocytów [5].
W badaniach dotyczących działania immunomodulacyjnego wykazano, że stewiozyd stymuluje aktywność fagocytarną komórek B i T limfocytów, dlatego może
być przydatny w promowaniu zapalenia przeciwko infekcjom z udziałem mikroorganizmów. Ponadto zwiększa hemaglutynację przeciwciał i opóźnia nadwrażliwość [31].
Działanie hipotensyjne
Badania na zwierzętach wykazują efekt wazorelaksacyjny stewiozydu. Rozszerzenie naczyń krwionośnych zaobserwowano u zwierząt z prawidłowym poziomem
ciśnienia. Po dożylnym wprowadzeniu stewiozydu w dawce 100 mg/kg m.c. stężenie
dopanimy, norepinefryny i epinefryny nie zmieniło się znacząco w ciągu 60 min. Zaobserwowano redukcję ciśnienia, bez zmian poziomu katecholamin w osoczu.
Wstrzyknięcie dootrzewnowe stewiozydu w dawce 25 mg/kg m.c. wykazuje efekt antyhipertensyjny [7, 19].
Zaobserwowano również pozytywne działanie stewiozydu i ekstraktu stewii na
regulację ciśnienia u ludzi. Analiza wykazała, że składniki pozyskane ze stewii powodują bradykardię i hipotensję. Wykazują efekt inotropowy i skracają okres skurczowy.
Roczne badania 106 osób z nadciśnieniem, przyjmujących stewiozyd (750 mg/dobę)
lub placebo, dowiodły, że osoby, które przyjmowały stewiozyd, wykazywały istotnie
większy spadek ciśnienia skurczowego i rozkurczowego. Nie wykazano istotnych
zmian we wskaźniku masowo-wzrostowym (BMI) oraz we wskaźnikach biochemicznych krwi. Podobne rezultaty otrzymano w dwuletnim badaniu osób ze średnim nadciśnieniem, którym podawano dwukrotnie większe dawki stewiozydu [8, 38].
Działanie hipotensyjne stewiozydu polega na wywoływaniu akcji na dwóch
ścieżkach: poprzez opory naczyniowe i zmiany w objętości plazmy. Pierwszy mechanizm dotyczy blokowania napływu jonów Ca2+ do komórek mięśni gładkich naczyń
krwionośnych, co w konsekwencji prowadzi do rozszerzenia naczyń i do redukcji całkowitego oporu obwodowego. Drugi z kolei, poprzez wzmożoną diurezę i natiurezę
36
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
(wydalanie sodu z moczem), prowadzi do zmniejszenia objętości płynu zewnątrzkomórkowego. Skutkiem działania wspomnianych mechanizmów jest redukcja dwóch
czynników, które determinują średnie ciśnienie tętnicze (MAP - Mean Arterial Pressure) [8].
Jednak znaczące działanie hipotensyjne stewiozydu obserwowane było jedynie
u ludzi z nadciśnieniem. Stewiozyd nie wpływa na zmiany ciśnienia krwi u zdrowego
człowieka. Długotrwałe doustne stosowanie stewiozydu jest dobrze tolerowane przez
organizm i może stanowić alternatywę lub element terapii suplementacyjnej u osób
z nadciśnieniem [12, 15].
Podsumowanie
W niniejszej pracy dokonano przeglądu wiedzy na temat prozdrowotnych właściwości Stevia rebaudiana Bertoni. Trudności w formułowaniu jednoznacznych wniosków wynikają z tego, że badania omawianej rośliny prowadzone są zarówno na ekstraktach z liści, jak i na suszonych liściach oraz wyizolowanym stewiozydzie (95 %).
Wyniki badań dowodzą jednak, że roślina ta może wykazywać właściwości przeciwzapalne, hipoglikemiczne, hipotensyjne, modulujące procesy immunologiczne, przeciwpróchnicze i przeciwwirusowe.
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
Abou-Arab E.A., Abu-Salem F.M.: Evaluation of bioactive compounds of Stevia rebaudiana leaves
and callus. Afr. J. Food Sci., 2010, 4 (10), 627-634.
Abudula R., Jeppesen P., Rolfsen S.: Rebaudioside A potently stimulated insulin secretion from
isolated mouse islets: studies on the dose-, glucose – and calcium – dependency. Metabolism, 2004,
53 (10), 1378-1381.
Atta-ur-Rahman: Studies in Natural Products Chemistry. Bioactive Natural Products (Part H).
Elsevier, 2002, vol. XXVII, pp. 307-308.
Bondarev N.I., Sukhanova M.A., Reshetnyak O.V, Nosov A.M.: Steviol glycoside content in
different organs of Stevia rebaudiana and its dynamics during ontogeny. Biologia Plantarum, 2003,
XXVII, 2, 261-264.
Boonkaewwan C., Toskulkao C., Vongsakul M.: Anti-inflammatory and immunomodulatory
activities of stevioside and its metabolite steviol on THP-1 cells. J. Agric. Food Chem., 2006, 54 (3),
785-789.
Carakostas M.C., Curry L.L., Boileau A.C., Brusick D.J.: Overview: The history, technical function
and safety of rebaudioside A, a naturally occurring steviol glycoside, for use in food and beverages.
Food Chem. Toxicol., 2008, 46, 1-10.
Chan P., Xu D.Y., Liu J.C., Chen Y.J., Tomlinson B., Huang W.P. Cheng J.T.: The effect of
stevioside on blood pressure and plasma catecholamines in spontaneously hypertensive rats. Life
Sci., 1998, 63 (19), 1679-84.
Chatsudthipong V., Muanprasat C.: Stevioside and related compounds: therapeutic benefits beyond
sweetness. Pharmacol. Ther., 2009, 121, 41-54.
CHARAKTERYSTYKA I PROZDROWOTNE WŁAŚCIWOŚCI STEVIA REBAUDIANA BERTONI
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
37
Esmat Abou-Arab A., Azza Abou-Arab A., Ferial Abu-Salem M.: Physicochemical assessment of
natural sweeterers steviosydes produced from Stevia rebaudiana Bert. plant. Afr. J. Food Sci., 2010,
4 (5), 269-281.
European Food Safety Authority: Scientific opinion on the safety of steviol glycosides for the
proposed uses as a food additive. EFSA J., 2010, 8 (4), 1537.
Geuns, J.M.: Comments to the paper by Nunes et al.: Analysis of genotoxic potentiality of
stevioside by comet assay. Food Chem. Toxicol., 2007, 45, 662-666. Food Chem. Toxicol., 45 (12),
2601-2602; author reply 2603-2604.
Genus J.: Stevioside. Phytochemistry, 2003, 63, 913-921.
Goyal S.K., Samsher, Goyal R.K.: Stevia (Stevia rebaudiana) a bio-sweetener: a review. Int. J.
Food Sci. Nutr., 2010, 61 (1), 1-10.
Gregersen S., Jeppesen P.B., Holst J.J., Hermansen K.: Antihyperglycemic effects of stevioside in
type 2 diabetic subjects. Metabolism, 2004, 53, 73-76.
Hsieh M.H., Chan P., Sue Y.M., Liu J.C., Liang T.H., Huang T.Y.: Efficacy and tolerability of oral
stevioside in patients with mild essential hypertension: a two-year, randomized, placebo-controlled
study. Clin Ter., 2003, 25 (11), 2797-2808.
Jayraraman S., Manoharan M.S., Illanchezian S.: In vitro antimicrobial and anti-tumor activities of
Stevia rebaudiana (Asteraceae) leaf extracts. Trop. J. Pharm. Res., 2008, 7 (4), 1143-1149.
Kaushik R., Pradeep N., Vamshi V., Geetha M., Usha A.: Nutrient composition of cultivated stevia
leaves and the influence of polyphenols and plant pigments on sensory and antioxidant properties of
leaf extracts. J. Food Sci. Technol., 2010, 47 (1), 27-33.
Lemus-Mondaca R., Vega-Galvez A., Zura-Bravo L., Ah-Hen K.: Stevia rebaudiana Bertroni,
source of a high-potency natural sweetener. A comprehensive review on the biochemical, nutritional
and functional aspects. Food Chem., 2012, 132, 1121-1132.
Mandan S., Ahmad S., Singh G.N., Kohli K., Kumar Y., Singh R., Garg M.: Stevia rebaudiana
(Bert.) Bertoni – a review. Indian J. Nat. Prod. Resour., 2010, 1 (3), 267-286.
McGarvey Athula B. Attygalle, Alvin N. Starratt, Bosong Xiang, Frank C. Schroeder, James E.
Brandle, Jerrold Meinwald: New non-glycosidic diterpenes from leaves of Stevia rebaudiana, J. Nat.
Prod., 2003, 66, 1395-1398.
Melis M.S., Rocha S.T., Augusto A.: Steviol effect, a glycoside of Stevia rebaudiana on glucose
clearances in rats. Braz. J. Biol., 2009, 69 (2), 371-374.
Mishra P., Singh R., Kumar U., Prakash V.: Stevia rebaudiana – A magical sweetener. Global J.
Biotechnol. Biochem., 2010, 5, 62-74.
Mizushina Y., Akihisa T., Ukiya M., Hamasaki Y., Murakami-Nakai C., Kuriyama I.: Structural
analysis of isosteviol and related compounds as DNA polymerase and DNA topoisomerase
inhibitors. Life Sci., 2005, 77 (17), 2127-2140.
Muanda F.N., Soulimani R., Diop B., Dicko A.: Study on chemical composition and biological
activities of essential oil and extracts from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Food Sci. Technol.,
2011, 44, 1865-1872.
Nordentoft L., Jeppesen P.B., Hong J., Abudula R., Hermansen K.: Isosteviol increases insulin
sensitivity and changes gene expression of key insulin regulatory genesand transcriptionfactor in
islets of the diabetic KKAy mouse. Diabetes Obes. Metab., 2008, 10, 939-949.
Pól J., Hohnová B., Hyötyläinen T.: Characterisation of Stevia rebaudiana by comprehensive twodimensional liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2007, 1150,
85-92.
Ramesh K., Singh V., Megeji N.W.: Cultivation of Stevia [Stevia rebaudiana (Bert.) Bertroni]:
A comprehensive review. Advances in Agronomy, 2006, 89, 137-177.
38
Barbara Bugaj, Teresa Leszczyńska, Mirosław Pysz, Aneta Kopeć, Joanna Pacholarz, Katarzyna Pysz-Izdebska
[28] Roberts A., Renwick A.G.: Comparative toxicokinetics and metabolism of rebaudioside A,
stevioside and steviol in rats. Food Chem. Toxicol., 2008, 46, 31-39.
[29] Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1131/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do
Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1333/2008 w odniesieniu do glikozydów
stewiolowych. D. Urz. UE L 295/205 z dnia 12 listopada 2011r.
[30] Savita S.M., Sheela K., Sunanda S., Shankar A.G., Ramakrishna P.: Stevia rebaudiana –
A functional component for food industry. J. Hum. Ecol., 2004, 15 (4), 261-264.
[31] Sehar I., Kaul A., Bani S., Pal H.C., Saxena A.K.: Immune up regulatory response of a non-caloric
natural sweetener, stevioside. Chem. Biol. Interact., 2008, 173, 115-121.
[32] Sharma N., Mogra R., Upadhyay B.: Effect of stevia extract intervention on lipid profile. EthnoMed., 2009, 3 (2), 137-140.
[33] Shukla S., Mehta A., Bajpai V.K., Shukla S.: In vitro antioxidant activity and total phenolic content
of ethanolic leaf extract of Stevia rebaudiana Bert. Food Chem. Toxicol., 2009, 47, 2338-2343.
[34] Stasiak A., Ulanowska A.: Aktywność przeciwutleniająca nowych odmian fasoli (Phaseolus
vulgaris L.). Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 1 (56), 74-82.
[35] Świąder K., Waszkiewicz-Robak B., Świderski F.: Substancje intensywnie słodzące – korzyści
i zagrożenia. Probl. Hig. Epidemiol., 2011, 92 (3), 392-396.
[36] Tachani M.B., Patel V.H., Subhash R.: In vitro antioxidant activities of Stevia rebaudiana leaves
and callus. J. Food Compost. Anal., 2007, 20, 323-329.
[37] Tadhani M.B., Subhash R.: Preliminary studies on Stevia rebaudiana leaves: proximal composition,
mineral analysis and phytochemical screening. J. Med. Sci., 2006, 6 (3), 321-326.
[38] Thomas J.E., Glade M.J.: Stevia: it’s not just about calories. The Open Obesity Journal, 2002, 2,
101-109.
[39] Toskulkao C., Sutheerwattananom M., Piyachaturawat P.: Inhibitory effect of steviol, a metabolite
of stevioside, on glucose absorption in everted hajster intestine in vitro. Toxicol Lett, 1995, 80 (1-3),
153-159.
[40] Toskulkao C., Sutheerwattananom M., Piyachaturawat P.: Effect of stevioside and steviol on
intestinal glucose absorption in hamsters. J. Nurt. Sci. Vitaminol., 1995, 41(1), 105-113.
[41] Yasukawa K., Kitanaka S., Seo S.: Inhibitory effect of steviosideon tumor promotion by 12-Otetradecanoylophorbol-13-acetate in two-stage carcinogenesis in mouse skin. Biol. Pharm. Bull.,
2002, 25, 1488-1490.
PROFILE AND PRO-HEALTH PROPERTIES OF STEVIA REBAUDIANA BERTONI
Summary
Stevia rebaudiana Bertoni of the Asteraceae family originates from Brazil and Paraguay. It sparked interest among the nutritionists owing to its two compounds: rebaudioside A and stevioside. The latter glycosides have strong sweetening properties that are up to 300 times stronger than those of sucrose. The
plant is also characterized by a high antioxidant activity resulting, among other things, from a high content
of poly-phenols. Extracts of the stevia leaves demonstrate beneficial health effects. It is connected with the
specific activity of this plant that comprises its following properties: anti-inflammatory, antihyperglycaemic, anti-hypertensive, immune system processes modelling ability, anti-cariogenic, and
antiviral.
Key words: Stevia rebaudiana, stevioside, low-calorie sweeteners, health benefits 